Wyniki 1-10 spośród 14 dla zapytania: authorDesc:"Konrad Dybowski"

Wpływ dodatków stopowych na kształtowanie profilu węgla podczas nawęglania próżniowego stali 16MnCr5

Czytaj za darmo! »

W ostatnich latach można zaobserwować wzrost zainteresowania procesem nawęglania próżniowego, co jest następstwem postępu w budowie nowoczesnych pieców próżniowych do obróbki cieplno- chemicznej z możliwością stosowania atmosfer pod obniżonym ciśnieniem [1÷7]. Przewagą tego procesu nad konwencjonalnym jest przede wszystkim skrócenie czasu nawęglania przez możliwość podniesienia temperatury nawet do 1050°C oraz znaczne podwyższenie potencjału węglowego atmosfer uzyskanych z rozpadu węglowodorów alifatycznych, tj. propanu, etylenu, acetylenu i ich mieszanin rozcieńczanych wodorem. Prowadzenie procesu z zastosowaniem takiego potencjału prowadzi do przesycania warstwy wierzchniej stali węglem i wydzielania jego nadmiaru w postaci wtórnych wydzieleń węglików. Wydzielone w etapie nasycania (stadium nawęglania, w którym dozuje się atmosferę obróbczą do komory pieca) węgliki rozpuszczają się następnie w stadium dyfuzji (etap wygrzewania bez dozowania atmosfery). Dzięki tak prowadzonemu procesowi nasycanie warstwy wierzchniej węglem jest efektywniejsze, ze względu na możliwość wprowadzenia do stali większej ilości węgla [10÷13]. Tworzenie się węglików w strefie przypowierzchniowej stali podczas nawęglania związane jest z ograniczoną rozpuszczalnością węgla w austenicie. Dodatki stopowe stosowane w stalach do nawęglania w większości powodują przesunięcie linii solvus w układzie Fe-C w lewo, czyli w kierunku zmniejszenia rozpuszczalności. Rozpatrując zatem poziom rozpuszczalności węgla w austenicie dla typowych stali stopowych do nawęglania (rys. 1) można wnioskować, że w stadium nasycania, po przekroczeniu granicznej rozpuszczalności, nastąpi wydzielenie nadmiaru węgla w postaci węglików. Analizując ten sam wykres pod kątem nawęglania stali niestopowej należy zauważyć, że nadmiar węgla po przekroczeniu maksymalnej rozpuszczalności w tym przypadku powinien wydzielić się w postaci depozytu węglowego, składającego się głównie z grafitu,[...]

Wpływ parametrów procesu nawęglania próżniowego na strukturę i zawartość węgla w warstwie dyfuzyjnej stali EN 20CrMnTi

Czytaj za darmo! »

Technologia nawęglania próżniowego, w porównaniu z tradycyjną metodą, wyróżnia się dużą równomiernością warstwy nawęglonej, powtarzalnością procesów oraz niską emisją substancji odpadowych i szkodliwych. Dlatego cieszy się coraz większym zainteresowaniem światowego przemysłu, w szczególności samochodowego i lotniczego [1÷5]. Proces nawęglania próżniowego składa się z segmentów nasycania i dyfuzji [6, 7]. Dobranie optymalnych parametrów tego procesu, a w szczególności długości poszczególnych segmentów wymaga doświadczenia i dobrej znajomości cech indywidualnych pieca, na którym przeprowadzany jest proces. Niewłaściwe prowadzenie procesu jest przyczyną powstawania wydzieleń węglików stopowych na powierzchni oraz na granicach ziaren obrabianych elementów, powodując obniżenie ich własności eksploatacyjnych [8÷12]. Taka część maszyny staje się podatna na korozję i pękanie podczas pracy. Jedną z metod pozwalających określić optymalne parametry dla procesu są badania metalograficzne. Na ich podstawie można wykreślić profil węgla warstwy nawęglonej oraz ustalić występowanie bądź nie węglików w strukturze materiału. cel pr acy Celem pracy jest zbadanie wpływu temperatury oraz czasu nasycania i dyfuzji w procesie nawęglania próżniowego na zawartość węgla oraz ilość węglików w warstwie dyfuzyjnej stali 20CrMnTi. materiał i metodyka badań Materiał do badań stanowiły próbki w kształcie walców o średnicy 30 mm i wysokości 10 mm wykonane ze stali 20CrMnTi. Skład stali określony metodą spektrometrii rentgenowskiej (SRS 303, Siemens) podano w tabeli 1. Próbki były obustronnie szlifowane na szlifierce do płaszczyzn równoległych w celu uzyskania płaskorównoległych płaszczyzn podstaw walca. Następnie poddano je procesom nawęglania próżniowego według parametrów zebranych w tabeli 2. Parametry procesów zaprojektowano tak, aby otrzymać szeroki przekrój czasów nawęglania i dyfuzji. Nawęglanie prowadzono w piecu 15.0 VPT-4022/24N, w mieszaninie na[...]

Wpływ warunków przygotowania próbki na zawartość wodoru w stalach poddanych cynkowaniu galwanicznemu DOI:10.15199/28.2015.5.12


  Cynkowanie galwaniczne to jeden z podstawowych sposobów ochrony stali przed korozją. Procesowi temu towarzyszy zjawisko nawodorowywania cynkowanego podłoża stalowego. Zawartość wodoru w stali już na poziomie zaledwie kilku ppm może mieć negatywny, wręcz katastrofalny wpływ na właściwości mechaniczne stali, powodując zmniejszenie plastyczności i kruche pękanie. Dlatego jest zasadna kontrola zawartości wodoru w stali po cynkowaniu elektrolitycznym. Ze względu na łatwość dyfuzji wodoru z i do stali jest konieczne dla precyzji jego oznaczania określenie wpływu warunków przechowywania próbki analitycznej na pomiar zawartości wodoru w stali. W artykule przedstawiono wpływ czasu przechowywania próbek stalowych po cynkowaniu galwanicznym na wynik analizy zawartości wodoru określony metodą absorpcji energii promieniowania podczerwonego. Na rysunku 1 przedstawiono wpływ czasu przechowywania na zawartość wodoru w próbkach stalowych poddanych procesowi cynkowania galwanicznego. Natomiast na rysunku 2 przedstawiono wpływ wyżarzania odwodorowującego na zawartość wodoru w próbkach stalowych po cynkowaniu. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że trudno jednoznacznie wskazać optymalne warunki i czas przechowywania próbek do analizy ilościowej tego pierwiastka. Zależy to bowiem od wielu czynników powiązanych ze stanem i strukturą materiału podłoża, jak i warstwy. Biorąc pod uwagę, że istotne jest określenie maksymalnej zawartości tego pierwiastka w badanym materiale, jest wskazane przeprowadzanie badań bezpośrednio po procesie cynkowania galwanicznego. Słowa kluczowe: cynkowanie galwaniczne, wodór w stali, analiza zawartości wodoru, odwodorowanie stali, kruchość wodorowa.1. WPROWADZENIE Konieczność poprawy wydajności i trwałości elementów maszyn i urządzeń często wymusza na konstruktorach stosowanie wszelkiego rodzaju powłok ochronnych. Podstawowy zakres ochrony to ochrona przed korozją. Największe straty ekonomiczne ze wszystkich rodzajów korozj[...]

Powder production method for thermal spraying of wear-resistant and low-friction coatings

Czytaj za darmo! »

The universal drive towards developing pro-innovative ecological technologies has contributed significantly to the development of recycling technologies and remanufacturing of worn-out machine components. The application of these technologies can substantially lower the production costs of new spare parts that would possess similar or even better operational properties; the latter is the case where refurbishing is combined with modern surface treatment technologies [1, 2]. Some components are refurbished using Multiplex technologies that combine reconstruction of the geometry of the components with improvement in their operational properties through thermal and chemical treatment. They are particularly useful for, e.g. low- -friction gradient layers [3÷6]. An optimum, energy-saving and universal solution for this technology would be to combine surface reconstruction with simultaneous addition of low-friction coatings resistant to wear. This would be feasible through the possibility of thermal spraying [7] using specially prepared powders that would have such properties as high hardness, durability and a low friction coefficient. These could include coatings based on, for example, thermochemically hardened powders conta[...]

Odkształcenia kół zębatych w procesie nawęglania niskociśnieniowego z hartowaniem w gazie pod wysokim ciśnieniem

Czytaj za darmo! »

Oprócz wielu zalet, jakimi cechuje się nawęglanie próżniowe w porównaniu z konwencjonalnymi metodami nawęglania, takimi jak: wyższa temperatura obróbki, możliwość stosowania atmosfer o znacznie wyższym potencjale węglowym, brak utlaniania wewnętrznego, to również daje ona możliwość zastosowania gazów jako medium chłodzącego [1÷3]. W tradycyjnej obróbce cieplnej po nawęglaniu jako ośrodki oziębiające stosuje się najczęściej olej hartowniczy, zaś niekiedy emulsje hartownicze i ośrodki polimerowe o określonej zdolności chłodzenia oraz złoża fluidalne. Poważnymi niedogodnościami hartowania w oleju są dymy hartownicze oraz konieczność mycia i płukania części pomiędzy zabiegami hartowania i odpuszczania, co stwarza poważny problem natury ekologicznej. Taki rodzaj hartowania może powodować również zagrożenie pożarowe. Dlatego też w nowoczesnych instalacjach pieców do nawęglania próżniowego stosuje się chłodzenie nawęglonego wsadu w gazach pod podwyższonym ciśnieniem [4]. Gazowe ośrodki oziębiające, oparte głównie na azocie, helu, wodorze lub ich mieszaninach są proekologiczne, nie powodują zanieczyszczenia środowiska naturalnego, zapewniają czystą, metaliczną powierzchnię obrabianych detali i nie wymagają żadnych dodatkowych zabiegów. W przypadku hartowania w oleju, konieczne jest mycie detali, najczęściej w kąpielach alkalicznych, następne płukanie i suszenie. Powoduje to konieczność neutralizacji ścieków i utylizacji cząstek oleju zebranych w separatorach. Dodatkowo w przypadku stosowania urządzeń myjących instalacje są bardziej rozbudowane i zajmują więcej miejsca, natomiast zwarte instalacje próżniowe mogą być instalowane w ciągach technologicznych, ograniczając transport międzyoperacyjny. Efektywność chłodzenia nawęglonego wsadu w gazach silnie zależy od ich rodzaju (zdolności chłodzenia), ciśnienia oraz od szybkości strumienia gazu opływającego chłodzone detale. Największe zdolności hartownicze pośród gazów stosowanych w hart[...]

Wyznaczenie wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie stali 17CrNi6-6 po procesie nawęglania niskociśnieniowego

Czytaj za darmo! »

Technologia nawęglania próżniowego wypiera obecnie z przemysłu starsze metody nawęglania. Jest coraz szerzej stosowana, szczególnie w przemyśle motoryzacyjnym, a obecnie również wkracza do przemysłu lotniczego. Związane jest to z szeregiem zalet, które ma w porównaniu z dotychczas stosowanym masowo nawęglaniem gazowym - endotermicznym. Nawęglanie próżniowe realizowane jest pod ciśnieniem od kilku do kilkudziesięciu hPa, w atmosferze gazów węglonośnych głównie acetylenu i etylenu. Atmosfery te charakteryzują się bardzo wysokim potencjałem węglowym. Aby w pełni wykorzystać ten potencjał dzieli się proces na segmenty nasycania, gdzie dozuje się atmosferę, i dyfuzji (wytrzymania), bez dozowania atmosfery. Taki podział pozwala na wydzielenie dużej ilości węgla w etapie nasycania, a następnie jego transport od powierzchni w głąb materiału w etapie dyfuzji. Wielosegmentowe procesy nawęglania z optymalnie dobranym czasem poszczególnych segmentów gwarantują szybkie nasycenie warstwy węglem w jak najkrótszym czasie [1, 2]. Ze względu na ograniczenia konstrukcyjne pieców wykorzystywanych w nawęglaniu konwencjonalnym, temperatura procesu praktycznie nie przekracza 930°C, podczas gdy w przypadku nawęglania próżniowego stosuje się temperaturę 1050°C [3], a przewiduje się podniesienie maksymalnej temperatury nawet do 1100°C [2]. Podwyższenie temperatury procesu nawęglania z 920°C do 1000°C skraca czas nawęglania o około 70% [3], co pociąga za sobą wymierny efekt ekonomiczny. Związane jest to jednak z niebezpieczeństwem gwałtownego rozrostu ziarna. Aby te[...]

Porównanie wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie stali 17CrNi6-6 i 16MnCr5 po nawęglaniu próżniowym

Czytaj za darmo! »

Szczególnie istotna dla oceny czasu eksploatacji elementów obciążanych cykliczno-zmiennie, w których amplituda nie przekracza dopuszczalnych obciążeń quasi-statycznych, jest możliwość przewidywania ich trwałości. Stosunkowo prostym sposobem oceny poziomu wytrzymałości zmęczeniowej jest przeprowadzenie eksperymentu. Stosowanie coraz to nowszych metod eksperymentalnych, połączonych niejednokrotnie z innymi analizami, np. takimi jak: MES (Metoda Elementów Skończonych) pozwala na głębsze poznanie zjawisk i coraz precyzyjniejsze wyznaczenie wytrzymałość zmęczeniowej. W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie próbek wykonanych ze stali 16MnCr5 oraz 17CrNi6-6, nawęglanych próżniowo i hartowanych w gazie pod wysokim ciśnieniem. Wytrzymałość wyznaczono za pomocą zaadaptowanej metody wysokoczęstotliwościowej rezonansowej, która polega na obserwacji pojawiających się zmian częstotliwości rezonansowej w układzie drgającym o jednym stopniu swobody na skutek powstania ogniska zmęczeniowego i rozwoju tego pęknięcia. Miarą wytrzymałości zmęczeniowej na zginanie była liczba cykli ugięcia próbki do chwili zmiany częstotliwości rezonansowej całego układu "wzbudnego". Każda zmiana częstotliwości drgań własnych układu była sygnałem pojawiających się defektów zmęczeniowych w próbce. Możliwość sterowania amplitudą obciążenia przez zmianę parametrów sygnału wymuszenia w zadanej częstotliwości rezonansowej pozwalała na dobór wartości naprężeń. Wartość pojawiających się naprężeń w układzie była określana na podstawie strzałki ugięcia próbki pomiędzy jej wolnym końcem, a miejscem zamocowania w uchwycie [1]. Dobór obciążeń w celu wyznaczenia pełnego zakresu wytrzymałości zmęczeniowej oparto na metodzie schodkowej. Utwardzenie warstwy wierzchniej i wprowadzenie naprężeń ściskających w wyniku zastosowanego nawęglania ma istotny wpływ na w[...]

Wpływ obróbki ubytkowej na wytrzymałość zmęczeniową stykową kół zębatych ze stali 17CrNi6-6 poddanych nawęglaniu próżniowemu ze wstępnym azotowaniem

Czytaj za darmo! »

Nawęglanie to nadal podstawowy sposób obróbki powierzchniowej kół zębatych pozwalający podnieść własności mechaniczne technologicznej warstwy wierzchniej tych detali stosowanych w różnych gałęziach przemysłu. Najnowocześniejszą odmianą tego procesu jest nawęglanie prowadzone pod obniżonym ciśnieniem atmosfery obróbczej, tzw. nawęglanie próżniowe [1÷4]. Technologia nawęglania próżniowego wypiera obecnie z przemysłu starsze odmiany nawęglania gazowego endotermicznego, szeroko stosowane dotychczas, głównie ze względu na dużą wydajność. Niskociśnieniowa odmiana przewyższa endotermiczną pod względem wydajności, a ponadto cechuje się szeregiem zalet w stosunku do konwencjonalnych metod nawęglania, takich jak: brak utleniania wewnętrznego, równomierność uzyskiwanych warstw (nawet w nieprzelotowych otworach), precyzja projektowania i sterowania procesem, dzięki możliwości zastosowania symulacji komputerowej procesu, "czystość" powierzchni po obróbce oraz energooszczędność i proekologiczność [4]. Ze względu na ograniczenia konstrukcyjne pieców wykorzystywanych w nawęglaniu konwencjonalnym, temperatura tego procesu praktycznie nie przekracza 930°C, podczas gdy w nawęglaniu próżniowym, stosuje się temperaturę nawet o 100÷120°C wyższą. Podwyższenie temperatury procesu nawęglania z 920°C do 1000°C skraca czas nawęglania o około 70%, co pociąga za sobą wymierny efekt ekonomiczny [2, 3]. Jednak jest to związane z niebezpieczeństwem rozrostu ziarna, a tym samym obniżeniem własności wytrzymałościowych warstwy wierzchniej tak utwardzanego koła zębatego. Aby temu przeciwdziałać opracowano w Instytucie Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej odmianę technologii nawęglania próżniowego wspomaganego azotowaniem. Technologia ta polega na podawaniu amoniaku we wstępnej fazie procesu - w etapie nagrzewania do nawęglania. Dzięki temu uzyskane warstwy nawęglone w wyższej niż tradycyjnie stosowana temperaturze nie wykazują cech rozrostu ziarna, pon[...]

Metoda niskociśnieniowej rafinacji krzemu

Czytaj za darmo! »

Krzem jest znany ze swoich własności półprzewodnikowych, dzięki którym wraz ze wzrostem temperatury maleje jego oporność [1]. Na świecie istnieje wiele metod rafinacji krzemu. Otrzymanie krzemu o czystości 99,9999% Si daje możliwość zastosowania go w takich urządzeniach jak ogniwa słoneczne, a krzem o czystości 99,999999999% Si jest stosowany do produkcji mikroprocesorów komputerowych [2]. Mimo różnorodności metod wciąż są prowadzone badania nad uzyskaniem wysokogatunkowego krzemu o jak najmniejszym stosunku ceny surowca do jego czystości. Pierwszymi komercyjnie zastosowanymi metodami rafinacji krzemu były metody Czochralskiego, Bridgmana-Stockbargera oraz metoda topienia strefowego [3]. Obecnie dwie metody otrzymywania krzemu o dużej czystości 99,9999999% Si wiodą prym na rynku światowym. Jedną z nich jest metoda Siemensa [3] wykorzystująca trichlorosilan, wodór oraz HCl do produkcji krzemowych prętów, natomiast drugą jest metoda fluidalnego złoża, w której trichlorosilan zastąpiono silanem. W pierwszej metodzie pręty krzemowe o czystości 99,9999999% Si powstają dzięki reakcjom chemicznym zachodzącym w dwóch oddzielnych komorach reakcyjnych. Do pierwszej komory jest podawany sproszkowany krzem metalurgiczny, który w reakcji chemicznej z kwasem solnym HCl w temperaturze 589,15 K tworzy gazowy trichlorosilan. Trichlorosilan dzięki chłodnicy znajdującej się w górnej części komory ulega skropleniu i w takiej formie jest podawany wraz z wodorem do drugiej komory reakcyjnej. W wyniku reakcji chemicznej zachodzącej w temperaturze 1273,15 K powstaje czysty krzem, który osiada na specjalnym pręcie przypominającym swym kształtem odwróconą literę U, dzięki czemu dochodzi do równomiernego wzrostu objętości tego pręta. Po procesie trwającym 24 h pręt jest wyciągany z komory, kruszony i przetapiany w celu otrzymania polikrystalicznej sztaby krzemowej o prostokątnym przekroju. Krzem w takiej formie stanowi przeważnie surowiec do otrzymani[...]

 Strona 1  Następna strona »